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应用分享|揭秘电池界的

发布时间:2024-05-13浏览:97

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       在现代生活中,锂离子电池扮演着不可或缺的角色。这些电池不仅含有锂,还包含镍、锰、钴等关键元素,它们以不同的比例结合,构成了电池的正极材料。这些元素的比例,决定了电池的性能、能量密度和安全性。然而,随着电池寿命的终结,如何有效地回收和再利用这些珍贵的材料,成为了一个重要的科学课题。

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       锂电池的回收过程开始于电极的粉碎。这一步骤将电池的正极和负极材料混合,形成一种类似于“黑粉”的混合物。这种混合物包含了电池中的所有活性成分,如镍、锰、钴(NMCs)和石墨等。尽管这些黑色粉末外观上看起来没有什么特别,可实际上是复杂的元素集合体,其内部的元素分布蕴含着电池的原始信息。

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       为了解析“黑粉”的秘密,科学家们采用了微区XRF技术。微区XRF技术又称μ-XRF,可以分析样品中各元素的分布特征及含量信息,通过叠加关键元素的结果,可以揭示“黑粉”中不同元素的分布和比例。例如,镍、锰、钴等元素在图谱中以不同的颜色表示,从而可以直观地看出它们在“黑粉”中的相对含量。这些信息对于理解电池的化学组成和性能至关重要。

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使用Bruker M4 μ-XRF 分析不同来源的锂电池回收“黑粉”,可以清晰分辨Ni、Mn、Co、Fe、Ti等关键元素的分布特征及含量信息。图中 Ni, Mn, Co, Fe, Ti元素分别以绿,蓝,红,黄,白表示

       另外,科学家们还能利用这些数据,在镍-锰-钴(Ni-Mn-Co)三元图中追溯“黑粉”来源。Ni-Mn-Co三元图可以帮助统计混合物中Ni、Mn、Co的比例,通过将“黑粉”的数据点映射到这个三元图中,我们不仅能够追溯到“黑粉”的来源,还能够分析出不同电池技术的元素使用效率和回收潜力。

       随着电动汽车和可再生能源技术的快速发展,锂电池的需求预计将持续增长。因此,提高电池回收的效率和科学性,对于实现能源的可持续管理和减少环境影响具有重要意义。通过对“黑粉”等回收材料的深入研究,我们不仅能够更好地理解电池的生命周期,还能够推动循环经济的发展,为建设一个更加绿色的未来做出贡献。


微区X射线荧光光谱仪

       微区X射线荧光元素分布成像技术是对不均匀、不规则、大样品甚至小件样品和包裹物进行高灵敏度、非破坏性元素成像分析的方法,涉及领域包含生物金属材料、非金属材料、生物组织切片、医疗器械等。

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Bruker 微区X射线荧光光谱仪 M4 TORNADO


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